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角焊缝是最常用的焊缝。角焊缝按其与作用力的关系可分为：焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝；焊缝长度方向与作用力平行的侧面角焊缝以及斜焊缝。按其截面形式可分为直角角焊缝（图3-10）和斜角角焊缝（图3-11）。
图3-10 直角角焊缝截面
图3-11 斜角角焊缝截面
直角角焊缝通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面［图3-10（a）］。在直接承受动力荷载的结构中，正面角焊缝的截面常采用如图3-10（b）所示的面式，侧面角焊缝的截面则作成凹面式［图3-10（c）］。图中的 h f 为焊角尺寸。
两焊脚边的夹角α＞90°或α＜90°的焊缝称为斜角角焊缝（图3－11）。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角α＞135°或α＜60°的斜角角焊缝，除钢管结构外，不宜用作受力焊缝。
（1）最小焊脚尺寸。如果板件厚度较大而焊缝焊脚尺寸过小，则施焊时焊缝冷却速度过快，可能产生淬硬组织，易使焊缝附近主体金属产生裂纹。因此，《规范》规定角焊缝的最小焊脚尺寸
应满足下式要求［图3-12（a）］：
此处
t
max
为较厚焊件的厚度（mm）。自动焊的热量集中，因而熔深较大，故最小焊脚尺寸
t
max
可较上式减小1 mm。
T
形连接单面角焊缝可靠性较差，
应增加1 mm。当焊件厚度等于或小于4 mm时，则
应与焊件同厚。
（2）最大焊脚尺寸。角焊缝的过
h
f
大，焊接时热量输入过大，焊缝收缩时将产生较大的焊接残余应力和残余变形，且热影响区扩大易产生脆裂，较薄焊件易烧穿。板件边缘的角焊缝与板件边缘等厚时，施焊时易产生咬边现象。因此，角焊缝的
应符合下列规定［图3-12（a）］：
式中： t min 为较薄焊件厚度。
图3-12 角焊缝的焊角尺寸
对板件边缘（厚度为 t 1）的角焊缝尚应符合下列要求［图3-12（b）］：
①当
t
1
＞6 mm时，
≤
t
1
－（1～2）mm；
②当
t
1
≤6 mm时，
≤
t
1
。
（3）最小计算长度。角焊缝的焊缝长度过短，焊件局部受热严重，且施焊时起落弧坑相距过近，再加上一些可能产生的缺陷使焊缝不够可靠。因此，规定角焊缝的最小计算长度 l w ≥8 h f ，且不小于40mm。
（4）侧面角焊缝的最大计算长度。侧缝沿长度方向的剪应力分布很不均匀，两端大而中间小，且随焊缝长度与其焊脚尺寸之比值的增大而更为严重。当焊缝过长时，其两端应力可能达到极限，而中间焊缝却未充分发挥承载力。因此，侧面角焊缝的最大计算长度取 l w ≤60 h f 。
当侧缝的实际长度超过上述规定数值时，超过部分在计算中不予考虑；若内力沿侧缝全长分布时则不受此限，例如工字形截面或梁的翼缘与腹板的角焊缝连接等。
（5）在搭接连接中，为减小因焊缝收缩产生过大的焊接残余应力及因偏心产生的附加弯矩，要求搭接长度 l ≥5 t min ，且不小于25mm（图3-13）。
（6）板件的端部仅用两侧缝连接时（图3-14），为避免应力传递过于弯折而致使板件应力过于不均匀，应使焊缝长度 l w ≥ b ；同时，为避免因焊缝收缩引起板件变形拱曲过大，应满足 b ≤16 t （当 t ＞12 mm时）或200 mm（当t≤12 mm时）。若不满足此规定则应加焊端缝。
图3-13 搭接长度要求
图3-14 仅用两侧缝连接的构造要求
（7）当角焊缝的端部在构件的转角处时，为避免起落弧缺陷发生在此应力集中较严重的转角处，宜作长度为2 h f 的绕角焊（图3-15），转角处（包括围焊缝的转角处）必须连续施焊，以改善连接的受力。
图3-15 角焊缝的绕角焊
当作用力（拉力、压力、剪力）通过角焊缝群形心时，认为焊缝沿长度方向的应力均匀分布。由于作用力与焊缝长度方向间关系的不同，故在应用角焊缝的一般强度计算表达式时分别为：
（1）侧面角焊缝或作用力平行于焊缝长度方向的角焊缝
式中： τ f ——按焊缝计算截面计算，平行于焊缝长度方向的剪应力；
——角焊缝的强度设计值，按附录2采用；
h
e
——角焊缝的有效焊脚尺寸，
。
（2）正面角焊缝或作用力与焊缝长度方向垂直的角焊缝
式中： σ f ——焊缝计算截面计算，垂直于焊缝长度方向的应力；
β f ——正面角焊缝的强度设计值提高系数，对承受静力或间接承受动力荷载的结构取 β f ＝l.22；对直接承受动力荷载的结构构件取 β f ＝1.0。
（3）斜焊缝或作用力与焊缝长度方向斜交成 θ 的角焊缝
首先将外力分解到与焊缝平行和垂直的方向，分别算出各方向的应力，再按下式进行计算：
对于承受静力荷载和间接承受动力荷载的情况，若将 β f ＝1、22和cos 2 ＝1－sin 2 代入式（3-9）中，整理后可得：
取
则为
式中：
——斜向角焊缝强度设计值提高系数，对承受静力或间接承受动力荷载的结构，按式（3-12）计算；对直接承受动力荷载的结构取
＝1.0；
θ ——轴心力与焊缝长度方向的夹角。
（4）周围焊缝
由侧面、正面和斜向各种角焊缝组成的周围焊缝，假设破坏时各部分角焊缝都同时达到各自的极限强度，则可按下式计算：
例题3.3 试设计如图3-16（a）所示一双盖板的对接接头。钢板截面为250×14，盖板截面为2-200×10，承受轴心力设计值700kN（静力荷载），钢材为Q235，焊条E43型，手工焊。
图3-16 例题3.3图（单位：mm）
解：确定角焊缝的焊脚尺寸 h f ：
由附录2查得角焊缝强度设计值
＝160N／mm
2
。
（1）采用侧面角焊缝连接，如图3-16（b）所示。
因用双盖板，接头一例共有4条焊缝，每条焊缝所需的计算长度为：
验算构造l w ＝200 mm＜60h f ＝60×8＝480mm
＞8 h f ＝8×8＝64mm
＞ b ＝200mm（仅有侧面角焊缝）
l ＝200＋2×8＝216mm ＞5 t min ＝50mm
t ＝10 mm ＜12 mm且 b ＝200mm（仅有侧面角焊缝）
满足构造要求。
故盖板总长： L ＝（200＋2×8）×2＋10＝442 mm，取 L ＝450mm。
（2）采用三面围焊，如图3-16（c）所示。
正面角焊缝所能承受的内力 N ′为：
N′
＝2×0.7
＝2×0.7×8×200×1.22×160＝437284N
接头一侧所需侧缝的计算长度为：
验算构造 l w ＝75 mm ＜60 h f ＝60×8＝480mm
＞8 h f ＝8×8＝64mm
l ＝75＋8＝83mm ＞5 t min ＝50mm
满足构造要求。
盖板总长： L ＝（75＋8）×2＋10＝176mm，取180mm。
（3）采用菱形盖板，如图3-16（d）。
为使传力较平顺和减小拼接盖板四角处焊缝的应力集中，可将拼接盖板做成菱形。连接焊缝由三部分组成：①两条端缝l
w1
＝100 mm；②四条侧缝l
w2
＝70－8＝62 mm；③四条斜缝l
w3
＝
＝71mm。其承载力分别为：
N
1
＝
＝1.22×0.7×8×2×100×160＝218624N
N
2
＝
＝0.7×8×62×4×160＝222208N
斜焊缝因
θ
＝45°，算得
＝1.1，则
N
3
＝
＝0.7×8×4×71×1.1×160＝279910N
连接盖板一侧共能承受的内力为：N 1 ＋N 2 ＋N 3 ＝720．7 kN ＞700 kN
所需拼接盖板总长： L ＝（50＋70）×2＋10＝250mm，比采用三面围焊的矩形盖扳的长度有所增加，但改善了连接的工作性能。
如图3-17（a）所示为一钢屋架（桁架）的结构简图，这类桁架的杆件常采用双角钢组成的T形截面，桁架节点处设一块钢板作为节点板，各个双角钢杆件的端部用贴角焊缝焊在节点板上，使各杆所受轴力通过焊缝传到节点板上，形成一个平衡的汇交力系，如图3-17（b）所示。由于双角钢T形截面的重心布置成与桁架的轴线重合，因此保证了各杆成为轴心受力杆件。角钢与节点板用角焊缝连接可采用三种形式：两个侧面焊缝、三面围焊和L形围焊。为避免偏心受力，布置在角钢肢背和角钢肢尖的焊缝重心，应与角钢杆件的重心也就是桁架的轴线重合。
图3-17 钢屋架节点示意图
（1）用两侧面角焊缝连接，如图3-18（a）所示
图3-18 角钢与钢板的角焊缝连接
由于角钢截面重心轴线到肢背和肢尖的距离不相等，靠近重心轴线的肢背焊缝承受较大的内力。设N 1 、N 2 分别为角钢肢背和肢尖焊缝承受的内力，由平衡条件∑N＝0可得：
式中： e 1 、 e 2 ——角钢与连接板贴合胶重心轴线到肢背与肢尖的距离；
b ——角钢与连接板连接的端部宽度；
K 1 、 K 2 ——角钢肢背与肢尖焊缝的内力分配系数，实际设计时，可按表3-1近似值采用。
表3-1 角钢侧面角焊缝内力分配系数
算得
N
1
、
N
2
后，根据构造要求确定肢背和肢尖的焊脚尺寸
和
（一般取
＝
），然后分别计算角钢肢背和肢尖焊缝所需的计算长度：
算出
后须对焊缝的长度是否满足构造要求进行验算，以下部分相同。
（2）采用三面围焊，如图3-18（b）所示
根据构造要求，首先选取端缝的焊脚尺寸
，并计算其所能承受的内力（设截面为双角钢组成的T形截面）
由平衡条件可得：
同样， N 1 、 N 2 可由分别计算角钢肢背和肢尖的侧面角焊缝。
（3）采用L形围焊，如图3-18（c）所示
L形围焊中由于角钢肢尖无焊缝，故可令式（3-20）中的 N 2 ＝0，则可得
求得 N 3 和 N 1 后，可分别计算出角钢正面角焊缝和肢背侧面角焊缝。
例题3．4 如图 3－19 所示角钢与连接板的三面围焊连接中，轴心力设计值 N ＝800kN（静力荷载），角钢为2L110×70×10（长肢相连），连接板厚度为12mm，钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊。试确定所需焊脚尺寸和焊缝长度。
图3-19 例题3.4图（单位mm）
解：设角钢肢背、肢尖及端部焊脚尺寸相同，取
由附录2查得角焊缝强度设计值
＝160N／mm
2
端焊缝缝承受的内力：
N
3
＝2×0.7×
＝2×0.7×8×110×1.22×160＝240kN
肢背和肢尖承受的内力分别为：
肢背和肢尖焊缝计算长度为：
验算构造
故肢背和肢尖焊缝需要的实际长度为：
l 1 ＝223＋8＝231mm，取235mm
l 2 ＝89＋8＝97mm，取100mm
如图3-20所示为一同时承受轴心力 N 、弯矩 M 和剪力 V 作用的 T 形连接。
图3-20 弯矩、剪力和轴心力作用时T形连接角焊缝
焊缝的 A 点为最危险点。
由轴心力 N 产生的垂直于焊缝长度方向的应力为
由剪力 V 产生的平行于焊缝长度方向的应力为
由弯矩 M 引起的垂直于焊缝长度方向的应力为
将垂直于焊缝方向的应力
和
相加，考虑
σ
f
及
τ
f
的组合作用，焊缝的强度条件应为
式中： A W ——角焊缝的有效截面面积；
W w ——角焊缝的有效截面模量。
例题3．5 如图3－21所示角钢与钢柱用角焊缝连接，焊脚尺寸 h f ＝ 10mm，钢材为Q345，焊条为E50型，手工焊。试计算焊缝所能承受的最大静力荷载设计值F。
解 ：将偏心力 F 向焊缝群形心简化，则焊缝同时承受弯矩M ＝Fe＝30F kN·mm及剪力 V ＝ F kN，虽然角肢为不等肢，但仅两竖向直边有焊缝，故焊缝群中和轴仍位于两竖直焊缝的重心轴线，因此，应按最危险点 A 或点 B 确定焊脚尺寸。此外，因转角处有绕角焊2 h f ，故焊缝计算长度不考虑起落弧弧坑的影响， l w ＝200mm。
图3-21 例题3.5图（单位mm）
（1）验算侧面角焊缝长度的构造要求
l w ＝200＜60 h f ＝60×10＝600mm
＞8 h f ＝8×10＝80mm
l ＝ l w ＋ h f ＞5 t min ＝80mm
故侧面角焊缝长度满足要求。
（2）焊缝计算截面的几何参数
（3）应力分量
（4）求 F
由附录2查得角焊缝强度设计值
＝200N／mm
2
解得： F ≤450.7 kN
因此，该连接所能承受的最大静力荷载设计值 F 为450.7 kN。
例题3．6 验算图3－22所示牛腿与柱的连接角焊缝。钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊，作用力设计值 F ＝380kN（静力荷载）。
图3-22 例题3.5图（单位mm）
解 ：将作用力 F 移至焊缝计算截面形心轴线上，则焊缝同时承受弯矩M ＝Fe＝380×10 3 ×300＝1．14×10 8 N·mm及剪力V ＝F ＝380 kN。因牛腿翼缘板的竖向刚度较低，一般不考虑其承受剪力，故全部剪力由腹板上的两条竖向焊缝承担，弯矩则由全部焊缝计算截面承担。
（1）验算侧面角焊缝长度的构造要求
l w ＝400＜60 h f ＝60×8＝480mm
＞8 h f ＝8×8＝64mm
l ＝ l w ＋ h f ＞5 t min ＝40mm
故侧面角焊缝长度满足要求。
（2）焊缝有效截面的几何参数
两条腹板竖向焊缝的计算截面面积为：
A w ＝2×0.7×8×376＝4211.2 mm 2
整个焊缝计算截面对 x 轴的惯性矩和截面抵抗矩为：
（3）焊缝强度验算
由附录2查得角焊缝强度设计值
＝160N／mm
2
“1”点有由弯矩
M
产生的垂直于焊缝长度方向的应力
：
“2”点有由弯短
M
和剪力
V
产生的应力
和
：
所以焊缝强度满足要求。